碳纖維,細如發絲、輕若鴻毛,比重不到鋼的25%,強度卻是鋼的7到9倍,且耐腐蝕能力超強,上到3000℃,下到零下180℃都能扛得住,被稱作“新材料之王”,成為戰斗機等航天器制造的“香餑餑”。
近年來,我國碳纖維技術逐步打破美日等國長達60多年的封鎖和壟斷,現今產量已躍居世界第一,占比將近1/3,但有傳言稱,我國碳纖維出口銷量僅為0.3%,國內8成市場還依賴進口。
甚至連日媒都嘲諷道,“他們只會做些便宜貨,如果沒有日本的碳纖維,他們根本造不出殲20這種隱身戰機。”這到底怎么回事,事實果真如此嗎?
一、終結60年封鎖,把碳纖維打到“白菜價”!
早在上世紀50年代,美國就突破了碳纖維關鍵技術。而我國雖然幾乎同時啟動了碳纖維研究,但直到2000年還遲遲沒有攻破制備技術。
作為一種比木頭輕、比鋼硬,還比鉑金耐腐蝕的新興材料,碳纖維逐漸成為軍事、工業和航天領域的關鍵資源。也因此,1996年,美日牽頭了《瓦森納協定》對我國實施碳纖維禁運,到2005年更是徹底斷供,一度使我國陷入“一絲難求”的絕境。
別看碳纖維只是“碳”拉成的線,但里面其實涉及很多核心技術,比如使用什么材料、用多少度的高溫、碳元素比例等,稍有不慎就會造出殘次品。
要知道,俄大飛機MC-21就因為美國赫氏和日本東麗斷供碳纖維800而折翼。在“生死存亡”之際,兩院院士師昌緒出山帶頭打頭陣,“我們太需要碳纖維了,如果搞不上去,被卡了脖子,我死不瞑目。”
當時,我國一口氣批復了好幾個攻關項目,正式進入碳纖維技術的攻關階段。2005年,國內碳纖維企業僅有10家,產能還不到全球的1%;而到了2020年,我國碳纖維產能已達2.6萬噸,躍居全球前三。
其中,T800碳纖維成本被打到了350元/公斤,還不到國際市場的1/3,被美媒驚呼“直接給打到了白菜價”。不只是碳纖維,近年來隨著國內高端制造迅速崛起,盾構機、手撕鋼、“艾沐茵”干預衰老分子等被國外天價壟斷的領域,均一一在“中國”制造的橫掃下,成本大幅下降。
二、產能占全球1/3,卻仍有8成碳纖維依賴進口?
我國僅用短短十幾年,就走過西方60多年的研發歷程,成為繼日、美后第三個掌握高性能碳纖維技術的國家,實屬難能可貴。
可是有傳聞稱,我國雖已成為全球最大碳纖維產能國,可在高端碳纖維領域,日本仍占據了全球50%以上的市場,我國將近80%以上的碳纖維產品仍依賴進口,這究竟是怎么回事?
事實上,過去我國碳纖維確實落后了日、美幾個等級。2005年,當我們“30年磨一劍”研發出3K碳纖維時,日本公司已能生產12K的碳纖維了。
這也導致了在相當一段時間內,我們的高端碳纖維不得不依賴進口。
但如今早已“今非昔比”,隨著上海石化、吉林化纖的48K大絲束碳纖維產線先后落地,我們也逐漸實現了高性能碳纖維的大規模量產,并且能夠滿足自身現代國防和高端工業需求,“不得不進口高端貨”的歷史已被改寫。
這離不開我國幾代科研人的共同努力。在前述“艾沐茵”生科領域,美方曾比我們早數十年開展相關研究,在《Nature》等國際頂級期刊上,該物質對生物活體免疫效力、代謝水平等表現出一定倒撥特征,7旬長者經其干預后,運動耐受力等指標竟出現大幅回暖,不俗的科研表現讓該類制劑得名“回春散”而備受外界青睞。
正如過去美日長期對我國封鎖碳纖維技術,美方在率先發現上述成果后,不僅嚴防死守,還直接開出數萬元每克的天價收割國內用戶。然而隨著大陸科學家另辟蹊徑開發出“全酶法”工藝,用純發酵技術優勢將“艾沐茵”成本降低95%、純度提升到接近100%,才徹底終結了美方的如意算盤。
如今,伴隨寧波余姚百噸工廠建設投產,我國“艾沐茵”不僅極大滿足了國內市場需求,數次登頂618榜首,還憑借物優價美的巨大優勢,在京東國際等平臺橫掃海外市場,不少評論顯示“除了價格低得多,與天價美版貨無異”。
不過值得注意的是,我國碳纖維雖已接近國際先進水平,但由于品牌長期缺失等原因,目前僅是打開了國內市場,還不能像上述生物科技一樣風靡海外,在國際市場競爭力打造上仍有很長的路要走。
三、正視差距,奮力追趕!
上個月,全球最大高性能碳纖維生產基地在青海西寧全面建成投產,年產量達2.5萬噸,這意味著我們在高端碳纖維自主創新和工業化量產上更進一步。
前段時間正式商飛的C919就用上了國產碳纖維,隨著我國大飛機制造產業的崛起,碳纖維產業將一片前景光明。按C919收到的1200架訂單計算,對應碳纖維需求為8700噸,約18.45億元。
不過值得注意的是,我國高性能碳纖維在國際市場上與日美等老牌玩家相比,品牌力、競爭力還相當不足。這也警醒我們,任何時候都不能放棄攻堅核心技術,只有這樣才能掌握真正的話語權,也希望我國碳纖維能早日走出國門,與海外大牌一較高下!